什么是DC-DC转换器的热仿真

本文的关键要点

・ROHM Solution Simulator的热分析功能具有以下特点:

  • – 可对含有功率半导体、IC和无源器件的电路进行热-电耦合分析。
  • – 除了电路工作期间的半导体芯片温度(结温)分析外,还可以对引脚温度和电路板上元器件之间的热干扰情况进行分析。
  • – 过去需要近一天时间的热分析仿真,如今在10分钟以内即可完成。
  • – 可以轻松地进行热分析,因此可以预先进行充分的热设计,从而可减少试制返工并缩短开发周期。

在“DC-DC转换器的热仿真”系列中,将介绍使用ROHM Solution Simulator对耐压80V、输出5A的DC-DC转换器IC“BD9G500EFJ-LA”组成的电源电路进行电路工作仿真,还会介绍可以同时执行该IC和外置器件肖特基势垒二极管“RB088BM100TL”温度仿真的仿真环境及其使用方法。

什么是ROHM Solution Simulator的热仿真

该仿真工作需要使用ROHM Solution Simulator中新增的热分析功能。
首先,简单为您介绍一下这种热分析功能。

ROHM Solution Simulator中新增的热分析功能包含在ROHM Solution Simulator用的仿真模型——Solution Circuit中。目前共有10种具有热分析功能的Solution Circuit,今后还会逐步增加。这里使用的BD9G500EFJ-LA的Solution Circuit也是这10种电路之一。

ROHM Solution Simulator的热分析功能具有以下特点:

  • 可对含有功率半导体、IC和无源器件的电路进行热-电耦合分析。
  • 除了电路工作期间的半导体芯片温度(结温)分析外,还可以对引脚温度和电路板上元器件之间的热干扰情况进行分析。
  • 过去需要近一天时间的热分析仿真,如今在10分钟以内即可完成。
  • 可以轻松地进行热分析,因此可以预先进行充分的热设计,从而可减少试制返工并缩短开发周期。

该热分析功能,是使用热流体分析工具对从实际电路板计算出的散热相关参数进行3D建模,并将三维数据降维为一维,以便可以通过电路仿真器进行热分析,从而进行电和热的耦合分析。耦合分析是考虑了电、热、流场等两种或多种不同影响因素的交叉作用和相互影响,并对稳态和瞬态进行计算的一种分析方法。其示意图如下:

ROHM Solution Simulatorの熱解析機能。電気・熱連成解析

在该热仿真中,不仅可以确认在电路工作过程中发生变化的半导体结温(芯片温度)TJ、封装顶部表面温度TT和焊料表面温度TFIN,还可以确认SPICE热模型原本无法确认的电路板上的外围元器件温度和模块内部的芯片热干扰等。

ROHM Solution Simulatorに熱解析機能。半導体ジャンクション(チップ)温度TJ、パッケージ上面温度TT、はんだ面温度TFINに加えて、SPICEベースの熱モデルでは不可能だった基板上の周辺部品温度、モジュール内チップの熱干渉なども確認することができる

此外,仿真时间也大大缩短。以往进行这种热分析仿真需要十几个小时甚至将近一天的时间,而如今使用ROHM Solution Simulator,在10分钟以内即可完成。

ROHM Solution Simulatorに熱解析機能。シミュレーション時間を大幅に短縮

使用ROHM Solution Simulator,可以进行如上所述的热分析。

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我们为您准备了ROHM举办的研讨会的讲义资料和DC-DC转换器的选型指南等可以下载的资料。

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